數(shù)理統(tǒng)計是以概率論為基礎，研究社會和自然界中大量隨機現(xiàn)象數(shù)量變化基本規(guī)律的一種方法。其主要內容有參數(shù)估計、假設檢驗、相關分析、試驗設計、非參數(shù)統(tǒng)計、過程統(tǒng)計等。

它以隨機現(xiàn)象的觀察試驗取得資料作為出發(fā)點,以概率論為理論基礎來研究隨機現(xiàn)象.根據(jù)資料為隨機現(xiàn)象選擇數(shù)學模型,且利用數(shù)學資料來驗證數(shù)學模型是否合適,在合適的基礎上再研究它的特點,性質和規(guī)律性.

例如燈泡廠生產(chǎn)燈泡,將某天的產(chǎn)品中抽出幾個進行試驗.試驗前不知道該天燈泡的壽命有多長,概率和其分布情況.試驗后得到這幾個燈泡的壽命作為資料,從中推測整批生產(chǎn)燈泡的使用壽命.合格率等.為了研究它的分布,利用概率論提供的數(shù)學模型進行指數(shù)分布,求出值,再利用幾天的抽樣試驗來確定指數(shù)分布的合適性.

數(shù)理統(tǒng)計是伴隨著概率論的發(fā)展而發(fā)展起來的一個數(shù)學分支，研究如何有效的由集、整理和分析受隨機因素影響的數(shù)據(jù)，并對所考慮的問題作出推斷或預測，為采取某種決策和行動提供依據(jù)或建議.

數(shù)理統(tǒng)計起源于人口統(tǒng)計、社會調查等各種描述性統(tǒng)計活動.公元前2250年，大禹治水，根據(jù)山川土質，人力和物力的多寡，分全國為九州；殷周時代實行井田制，按人口分地，進行了土地與戶口的統(tǒng)計；春秋時代常以兵車多寡論諸侯實力，可見已進行了軍事調查和比較；漢代全國戶口與年齡的統(tǒng)計數(shù)字有據(jù)可查；明初編制了黃冊與魚鱗冊，黃冊乃全國戶口名冊，魚鱗冊系全國土地圖籍，繪有地形，完全具有現(xiàn)代統(tǒng)計圖表的性質.可見，我國歷代對統(tǒng)計工作非常重視，只是缺少系統(tǒng)研究，未形成專門的著作.

在西方各國，統(tǒng)計工作開始于公元前3050年，埃及建造金字塔，為征收建筑費用，對全國人口進行普查和統(tǒng)計.到了亞里土多德時代，統(tǒng)計工作開始往理性演變.這時，統(tǒng)計在衛(wèi)生、保險、國內外貿易、軍事和行政管理方面的應用，都有詳細的記載.統(tǒng)計一詞，就是從意大利一詞逐步演變而成的.

數(shù)理統(tǒng)計的發(fā)展大致可分為古典時期、近代時期和現(xiàn)代時期三個階段.

古典時期(19世紀以前).

這是描述性的統(tǒng)計學形成和發(fā)展階段，是數(shù)理統(tǒng)計的萌芽時期.在這一時期里，瑞土數(shù)學家貝努里(1654-1795年)較早地系統(tǒng)論證了大數(shù)定律.1763年，英國數(shù)學家貝葉斯提出了一種歸納推理的理論，后被發(fā)展為一種統(tǒng)計推斷方法――貝葉斯方法，開創(chuàng)了數(shù)理統(tǒng)計的先河.法國數(shù)學家棣莫佛(1667-1754)于1733年首次發(fā)現(xiàn)了正態(tài)分布的密度函數(shù).并計算出該曲線在各種不同區(qū)間內的概率，為整個大樣本理

論奠定了基礎.1809年，德國數(shù)學家高斯(1777-1855)和法國數(shù)學家勒讓德(1752-1833)各自獨立地發(fā)現(xiàn)了最小二乘法，并應用于觀測數(shù)據(jù)的誤差分析.在數(shù)理統(tǒng)計的理論與應用方面都作出了重要貢獻，他不僅將數(shù)理統(tǒng)計應用到生物學，而且還應用到教育學和心理學的研究.并且詳細地論證了數(shù)理統(tǒng)計應用的廣泛性，他曾預言："統(tǒng)計方法，可應用于各種學科的各個部門."

近代時期(19世紀末至1845年)

數(shù)理統(tǒng)計的主要分支建立，是數(shù)理統(tǒng)計的形成時期.上一世紀初，由于概率論的發(fā)展從理論上接近完備，加之工農業(yè)生產(chǎn)迫切需要，推動著這門學科的蓬勃發(fā)展.

1889年，英國數(shù)學家皮爾遜(1857-1936)提出了矩估計法，次年又提出了頻率曲線的理論.并于1900年在德國數(shù)學家赫爾梅特在發(fā)現(xiàn) c 2分布的基礎上提出了c 2 檢驗，這是數(shù)理統(tǒng)計發(fā)展史上出現(xiàn)的第一個小樣本分布.

1908年，英國的統(tǒng)計學家戈塞特(1876-1937)創(chuàng)立了小樣本檢驗代替了大樣本檢驗的理論和方法(即t分布和t檢驗法)，這為數(shù)理統(tǒng)計的另一分支――多元分析奠定理論基礎.

1912年，英國統(tǒng)計學家費歇(1890-1962)推廣了t檢驗法，同時發(fā)展了顯著性檢驗及估計和方差分析等數(shù)理統(tǒng)計新分支.

這樣，數(shù)理統(tǒng)計的一些重要分支如假設檢驗、回歸分析、方差分析、正交設計等有了其決定其面貌的內容和理論.數(shù)理統(tǒng)計成為應用廣泛、方法獨特的一門數(shù)學學科.

現(xiàn)代時期(1945年以后)

美籍羅馬尼亞數(shù)理統(tǒng)計學家瓦你德(1902-1950)致力于用數(shù)學方法使統(tǒng)計學精確化、嚴密化，取得了很多重要成果.他發(fā)展了決策理論，提出了一般的判別問題.創(chuàng)立了序貫分析理論，提出著名的序貫概率比檢法.瓦爾德的兩本著作《序貫分析》和《統(tǒng)計決策函數(shù)論》，被認為是數(shù)理發(fā)展史上的經(jīng)典之作.

由于計算機的應用，推動了數(shù)理統(tǒng)計在理論研究和應用方面不斷地向縱深發(fā)展，并產(chǎn)生一些新的分支和邊緣性的新學科，如最優(yōu)設計和非參數(shù)統(tǒng)計推斷等.

當前，數(shù)理統(tǒng)計的應用范圍愈來愈廣泛，已滲透到許多科學領域，應用到國民經(jīng)濟各個部門，成為科學研究不可缺少的工具.